پروتـکل هاي شبکه

به گزارش دریچه فناوری اطلاعات باشگاه خبرنگاران؛ پروتکل يکي از عناصر مهم در ايجاد زير ساخت منطقي در يک شبکه کامپيوتري محسوب مي گردد. کامپيوترهاي موجود در شبکه بر اساس پروتکل تعريف شده قادر به ايجاد ارتباط با يکديگر خواهند بود. پروتکل مشتمل بر مجموعه اي از قوانين و يا شامل مجموعه اي از روتين هاي استاندارد بوده که عناصر موجود در شبکه از آنان براي ارسال اطلاعات استفاده مي کنند.

در ويندوز ۲۰۰۰ نظير ويندوز NT و ۹۵ از پروتکل هاي متعدد ي نظير : NWlink ( نسخه پياده سازي شده از پروتکل IPX/SPX توسط مايکروسافت ) و NetBEUI ( يک پروتکل ساده سريع که در شبکه هاي کوچک با تاکيد بر عدم قابليت روتينگ ) استفاده مي گردد) . در ويندوز۲۰۰۰ از پروتکل TCP/IP استفاده مي گردد.

مدل OSI) Open Systems Interconnection) بعنوان يک مرجع مناسب در اين زمينه مطرح است . در مدل فوق از هفت لايه براي تشريح فرآيندهاي مربوط به ارتباطات استفاده مي گردد. در حقيقت هريک از لايه ها مسيوليت انجام عمليات خاصي را برعهده داشته و معيار و شاخص اصلي تقسيم بندي بر اساس عمليات مربوطه اي که مي بايست در هر لايه صورت پذيرد. مدل OSI بعنوان يک مرجع و راهنما براي شناخت عمليات مربوط به ارتباطات استفاده مي گردد. در بعد پياده سازي خيلي از پروتکل دقيقا" از ساختار مدل OSI تبعيت نخواهند کرد. ولي براي شروع و آشنا شدن با عملکرد يک شبکه از بعد ارسال اطلاعات مطالعه مدل فوق موثر خواهد بود.

1– لايه‌ي فيزيکي (Physical Layer):

به انتقال بيتهاي خام برروي کانال ارتباطي مربوط مي شود. در اينجا مدل طراحي با رابط هاي مکانيکي ، الکتريکي ، و رسانه انتقال فيزيکي که زير لايه فيزيکي قرار دارند سروکار دارد.

اين لايه، ولتاژ سيگنالها و همچنين اتصالات فيزيكي را براي ارسال توسط رابط انتقال مانند HUB ها يا Repeater ها(‌تكراركننده ) تعريف مي كند .

2 – لايه‌ي اتصال داده‌ها (Data link layer):

مبين نوع فرمت هاست مثلا” شروع فريم ، پايان فريم، اندازه فريم و روش انتقال فريم . وظايف اين لايه شامل موارد زير است :

مديريت فريم ها ، خطايابي و ارسال مجدد فريم ها، ايجاد تمايز بين فريم هاي داده و کنترل و ايجاد هماهنگي بين کامپيوتر ارسال کننده و دريافت کننده داده ها.

پروتکل هاي معروف براي اين لايه عبارتند از :

الف - پروتکل SDLC که براي مبادله‌ي اطلاعات بين کامپيوتر ها بکار مي رود و اطلاعات را به شکل فريم سازماندهي مي کند.

ب - پروتکل HDLC که کنترل ارتباط داده اي سطح بالا زير نظر آن است و هدف از طراحي آن اين است که با هر نو ع ايستگاهي کارکند از جمله ايستگاههاي اوليه ، ثانويه و ترکيبي.

اين لايه انتقال فيزيكي داده ها، بين ايستگاه‌ها را مديريت مي كند. همان‌طور كه مي دانيد، يك بسته‌ي اطلاعاتي ( فريم اطلاعاتي) داراي فيلدهاي((Checksum، آدرس مبدا و مقصد است كه با استفاده از اين اطلاعات، يك اتصال فيزيكي بين ماشين مبدا و مقصد برقرار مي كند.

3 – لايه‌ي شبکه(Network Layer):

وظيفه‌ي اين لايه ، مسير يابي مي باشد. اين مسيريابي عبارت است از : تعيين مسير متناسب براي انتقال اطلاعات. لايه‌ي‌ شبکه، آدرس منطقي هر فريم را بررسي مي کند و آن فريم را بر اساس جدول مسير يابي به مسير ياب بعدي مي فرستد . لايه‌ي شبکه، مسووليت ترجمه‌ي هر آدرس منطقي به يک آدرس فيزيکي را بر عهده دارد. پس مي توان گفت برقراري ارتباط يا قطع آن و مالتي پلکس کردن از مهم‌ترين وظايف اين لايه است. از نمونه‌ي بارز خدمات اين لايه ، پست الکترونيکي است.

4 – لايه‌ي انتقال (Transport Layer):

وظيفه‌ي ارسال مطمئن يک فريم به مقصد را برعهده دارد. لايه‌ي انتقال پس از ارسال يک فريم به مقصد ، منتظر مي ماند تا سيگنالي از مقصد مبني بر دريافت آن فريم دريافت کند. در صورتي‌که لايه‌ي انتقال، سيگنال مذکور را از مقصد دريافت نکند. مجددا” اقدام به ارسال همان فريم به مقصد خواهد کرد.

اين لايه كنترل سالم رسيدن اطلاعات را توسط برقراري پروتكل پيغام بر عهده دارد و عمل عيب يابي را انجام مي دهد. اين لايه توسط نرم افزار مديريت مي شود.

5 – لايه‌ي اجلاس (Session Layer):

اين لايه وظيفه‌ي برقراري يک ارتباط منطقي بين نرم افزارهاي دو کامپيوتر را بر عهده دارد که به يکديگر متصل هستند. وقتي که يک ايستگاه بخواهد به يک سرويس دهنده(server) متصل شود ، سرويس‌دهنده، فرايند برقراري ارتباط را بررسي مي کند، سپس از ايستگاه ، درخواست نام کاربر و رمز عبور را خواهد کرد. اين فرايند نمونه اي از يک اجلاس مي باشد.

اين لايه وظيفه ايجاد و حفظ ارتباط را دارد . مديريت ورود به سيستم در اين لايه انجام مي شود. اين لايه نيز توسط نرم افزار مديريت مي شود و در شبكه هاي صنعتي كاربرد ندارد.

6 – لايه‌ي نمايش(Presentation Layer) :

اين لايه اطلاعات را از لايه‌ي کاربرد دريافت نموده ، آنها را به شکل قابل فهم براي کامپيوتر مقصد تبديل مي کند . اين لايه براي انجام اين فرايند اطلاعات را به کدهاي ASCII ويا Unicode تبديل مي کند.

اين لايه، جهت قالب‌بندي داده هاي اطلاعاتي (‌تبديل آنها به فريم اطلاعاتي)، براي ارسال به‌کار مي‌رود و در ضمن در سمت گيرنده، تبديل آن فريم به داده اطلاعاتي به‌كار مي رود. مثلا" ممكن است يك مجموعه كاراكتر را به كدهاي ASCII تبديل كند. همچنين عمل رمزگذاري برروي داده ها نيز ممكن است در اين لايه انجام شود. لايه 6 معمولا" توسط نرم افزار مديريت مي شود و اغلب در شبكه هاي صنعتي كاربرد ندارد.

7 – لايه‌ي کاربرد(Application Layer) :

اين لايه، امکان دسترسي کاربران به شبکه را با استفاده از نرم افزارهايي چون E-mail- FTP و…. فراهم مي سازد.

اين لايه، محتوي اطلاعات را مشخص مي كند و انتقال آن‌ها بين برنامه هاي كاربردي را فراهم مي‌کند. اگر شما بوسيله Email يك فايل PDF را ارسال كنيد، برنامه اي كه براي باز كردن آن استفاده مي شود Adobe Acrobat است . بيشتر لايه هاي پروتكل پيچيده هستند ولي لايه‌ي Application آخرين مرحله در ساخت اطلاعات مفيد است.

در طراحي يك سنسور اين جزء، نرم افزاري است كه داده هاي پردازشي را بين سنسورها و پردازنده مبادله مي كند.

لايه هاي بالايي در پشته پروتکل ها تعيين کننده مشخصه هاي جلسات ارتباطي براي برنامه هاي کاربردي مي باشند. پروتکل ها براساس آن که به کدام لايه از مدل OSI متعلق باشند، سه نوع طبقه بندي مي شوند. پروتکل هاي مربوط به سه لايه بالايي مدل OSI به پروتکل هاي Application يا کاربرد معروف هستند. پروتکل هاي لايه Application تاميين کننده سرويس هاي شبکه در ارتباط بين برنامه هاي کاربردي با يکديگر هستند. اين سرويس ها شامل انتقال فايل، چاپ، ارسال پيام و سرويس هاي بانک اطلاعاتي هستند. پروتکل هاي لايه نمايش يا Presentation وظيفه قالب بندي و نمايش اطلاعات را قبل از ارسال بر عهده دارند. پروتکل هاي لايه جلسه يا Session اطلاعات مربوط به جريان ترافيک را به داده ها اضافه مي کنند.

پروتکل هاي نوع دوم که به پروتکل هاي انتقال (Transparent) معروف هستند، منطبق بر لايه انتقال مدل OSI هستند. اين پروتکل ها اطلاعات مربوط به ارسال بدون خطا يا در واقع تصحيح خطا را به داده ها مي افزايند. وظايف سه لايه زيرين مدل OSI بر عهده پروتکل هاي شبکه است. پروتکل هاي لايه شبکه تاميين کننده فرآيندهاي آدرس دهي و مسيريابي اطلاعات هستند. پروتکل هاي لايه DataLink اطلاعات مربوط به بررسي و کشف خطا را به داده ها اضافه مي کنند و به درخواست هاي ارسال مجدد اطلاعات پاسخ مي گويند. پروتکل هاي لايه فيزيکي تعيين کننده استاندارد هاي ارتباطي در محيط مشخصي هستند.

مدل OSI تنها مدل استفاده شده در شبکه نمي باشد و از مدل هاي ديگري نظيرمدل DoD )Department of Defence) نيز استفاده مي گردد.